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UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI SIENAFACOLTÀ DI SCIENZE MATEMATICHE, FISICHE E NATURALI

CORSO DI LAUREA IN SCIENZE AMBIENTALI ECO.GE.F.CO.DIPARTIMENTO DI SCIENZE AMBIENTALI “G. SARFATTI”

DETERMINAZIONE DELL’INDICE TROFICO TRIX NELL’AREA

CIRCOSTANTE IL RELITTO DI COSTA CONCORDIA

Relatore:Dr.ssa Ilaria Caliani

Tesi di Laurea di:

Giuseppe TrinchiniCorrelatore:Dott. Fabio Gambassi

Anno Accademico 2011-2012

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INDICE

1. SINTESI…………………………………………………………………………………….1

1. ABSTRACT...………………………………………………………………………………2

2. SCOPO DELLA TESI……………………………………………………………………..3

3. INTRODUZIONE………………………………………………………………………….4

3.1 Il monitoraggio marino costiero………………………………………………………...43.1.1 Quadro normativo di riferimento per i nutrienti ed i contaminanti in mare….....….4

3.2 L’ARPAT e la gestione delle coste toscane……………………………………………..53.2.1 Il battello oceanografico Poseidon….……......….……...…………………………..7

3.3 Il fenomeno dell’eutrofizzazione……….…………………..…………………..………..8

3.4 Nutrienti e sostanza organica in mare…………………..……………………………...9

3.5 L’indice trofico TRIX…………………………………...……………………………...113.5.1 L’indice trofico TRIX come indicatore di scostamenti significativi delle condizioni

di trofia delle aree a basso livello trofico……………..……………………….……………..13

4. MATERIALI E METODI………………………………………………………………..15

4.1 L’incidente alla nave da crociera Costa Concordia…………………………………..15

4.2 Il piano di monitoraggio della nave Costa Concordia………….….…………………15

4.3 Metodologie di campionamento…………………………...…………………………...184.3.1 Il campionamento della matrice acqua……..……...………………………………18

4.4 Metodi di analisi………………………………………………………………………...204.4.1 Analisi dei nitrati…………...……..………….……………………………………204.4.2 Analisi dei nitriti………………………...….……………...………………………214.4.3 Analisi dell’ammoniaca………..…………………..…...……...…………………..214.4.4 Analisi degli ortofosfati…………………….….………..………………………….214.4.5 Analisi dell’azoto e fosforo totali………………...….……..………………………21

5. RISULTATI E DISCUSSIONI…………………………………………………………..22

5.1 Analisi dei nutrienti intorno alla Costa Concordia…………………………………...235.1.1 Analisi dei nutrienti dopo dieci giorni dall’incidente………………….…………..235.1.2 Analisi dei nutrienti nel periodo gennaio-novembre……………….……………..25

5.1.3 Analisi dei nutrienti nei punti P12 e P13 nel periodo marzo-ottobre…….......……26

5.2 Indice trofico TRIX all’Isola del Giglio……………...……………..………………….28

5.3 Confronto tra il TRIX del Giglio e le stazioni della rete di monitoraggio regionale..29

6. CONCLUSIONI…………………………………………………………………………..32

7. RINGRAZIAMENTI……………………………………………………………………..33

8. BIBLIOGRAFIA………………………………………………………………………….34

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1.SINTESI

In questa tesi si è indagato lo stato di qualità ambientale dell’area circostante il disastro dellanave da crociera Costa Concordia che ha fatto naufragio sulle coste dell’Isola del Giglio il 13gennaio 2012 arenandosi sugli scogli delle “Scole” a poche centinaia di metri da Giglio Porto(Grosseto). A tal fine sono stati utilizzati i dati raccolti da ARPAT Toscana durante ilmonitoraggio eseguito dal proprio battello scientifico Poseidon, che ha effettuatocampionamenti in sei punti nell’area circostante il relitto (P1 – Centro nave lato dritta, P2 –Prua nave, P3 – Centro nave lato sinistra, P4 – Poppa nave, P5 – Bianco riferimento, P6 –Dissalatore); successivamente sono stati inseriti altri due punti di campionamento, definitiP12 (Punta Le Scole) e P13 (secca della Croce). I dati sono stati inoltre confrontati con quelliraccolti in cinque stazioni di campionamento vicine all’Isola del Giglio (Porto S.Stefano,Montecristo, Foce Bruna, Cala Forno, Mola) già previsti nella rete di monitoraggio regionaleARPAT, campionati in continuo dal 2001 ad oggi. Nelle stazioni sopra citate, con sondamultiparametrica, sono stati acquisiti parametri quali la clorofilla “a” ed ossigeno disciolto;sono stati inoltre determinati analiticamente i nutrienti. I dati sono stati inoltre analizzatiattraverso l’indice trofico TRIX, un indice finalizzato alla definizione dello stato delle acquemarino costiere in classi di qualità.I risultati ottenuti hanno mostrato che i valori di ossigeno disciolto, azoto totale e clorofilla“a” riscontrati nei punti P1, P2, P3 e P4 (dritta, sinistra, prua e poppa della nave) erano similia quelli misurati nei punti P5 (ad un miglio dalla nave) e P6 (dissalatore, ad oltre un migliodal luogo dell’incidente). Tali valori rientravano tutti nei limiti di legge e nei limiti diriferimento forniti da ARPAT, sia dopo dieci giorni che dopo dieci mesi dall’incidente.Inoltre i valori di TRIX riscontrati sia a prua che a poppa della Concordia non si discostavanodal valore di bianco (P5) e rientravano tutti ampiamente nei valori di eccellenza, in quantotutti ampiamente al di sotto di 4. Confrontando tali valori di TRIX intorno al relitto con quellimisurati in cinque aree vicine (Cala di Forno, Foce Bruna, Mola, Porto S.Stefano,Montecristo) è stato possibile evidenziare che, grazie anche alle azioni attuate intorno alrelitto, l’impatto a livello di trofia sulle coste dell’Isola del Giglio è rimasto contenuto.

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1. ABSTRACT

In this thesis it is investigated the status of environmental quality of the area surrounding thedisaster of the "Costa Concordia" cruise liner which shipwrecked onto the “Scole” rocks ofIsola del Giglio, a few hundred metres from Giglio Porto (Grosseto), on January 13th, 2012.To this end, we used data collected by ARPAT Tuscany during monitoring carried out bytheir scientific boat Poseidon, which sampled six points in the area surrounding the wreck (P1– mid-ship starboard side, P2 – ship bow, P3 – mid-ship left side, P4 –ship stern, P5– white,P6 – watermaker); later two more sample points were chosen: P12 (Punta Le Scole) and P13(Secca della Croce).These data were then compared to those collected in five sampling stations near the Isola delGiglio (Porto S.Stefano, Montecristo, Foce Bruna, Cala Forno, Mola) already planned in theARPAT regional monitoring network and sampled continuously since 2001 to the present.Parameters such as chlorophyll "a" and dissolved oxygen were acquired with multiparameterprobe in these stations; nutrients were also determined analytically. Data were analyzedthrough the TRIX trophic index, an index for defining the state of the marine-coastal waters inquality classes.The results showed that dissolved oxygen values, total nitrogen and chlorophyll "a" evaluatedin P1, P2, P3 and P4 (starboard, left, bow and stern of the ship) are similar to those measuredin P5 (one mile from the ship) and P6 (watermaker, far more than a mile from the scene of theaccident).All these values were within the law thresholds and within the limits of reference provided byARPAT, both after ten days and after ten months from the incident.TRIX values encountered both at the bow and the stern of Concordia do not deviate from thewhite value (P5) and they all are in the excellence class, because all widely below 4.Comparing these TRIX values around the wreck to those measured in the five stations (PortoS.Stefano, Montecristo, Foce Bruna, Cala Forno, Mola), we can highlight that, thanks also tothe containment measures implemented around the wreck, the impact remained contained atthe atrophy level on the coast of Isola del Giglio.

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2. SCOPO DELLA TESI

Il lavoro di questa tesi si inserisce nell’ambito del piano di monitoraggio attuato da ISPRA –ARPATper il monitoraggio della qualità ambientale nelle acque dell’Isola del Giglio, dopo l’incidente dellanave da crociera Costa Concordia che ha fatto naufragio nei pressi di Giglio Porto il 13 gennaio 2012.Obbiettivo del programma è il monitoraggio delle acque costiere del Giglio e il confronto di questecon quelle comprese nel programma istituzionale della Regione Toscana, che prevede 14 aree diindagine lungo la costa con 19 punti di campionamento monitorati da ARPAT. Lo scopo delmonitoraggio regionale è quello di determinare la classificazione delle acque marino costiereattraverso lo studio dei risultati riferiti all’andamento dell’indice trofico TRIX che definisce lo statodelle acque marino costiere in classi di qualità. L’introduzione dell’ indice trofico TRIX, e dellarelativa scala trofica, rende possibile la misura dei livelli trofici in termini rigorosamente oggettivi,nonché il confronto tra differenti sistemi costieri per mezzo di una scala quantitativa che copreun’ampia gamma di situazioni trofiche, così come queste si presentano lungo tutto lo sviluppo costieroitaliano, e più in generale nella regione mediterranea.

Il lavoro di questa tesi, svolto elaborando i dati di ARPAT raccolti mediante il battello scientificoPoseidon, si articola nelle seguenti fasi:1 – campionamento delle aree di studio con l’utilizzo del battello oceanografico come previsto dallenorme istituzionali;2 – misurazioni nelle stazioni previste, con sonda multiparametrica per l’acquisizione di parametriquali la clorofilla “a”, ossigeno disciolto, temperatura e salinità;3 – determinazione analitica dei nutrienti;4 – elaborazione dei dati ottenuti al fine di determinare l’indice trofico TRIX.

ARPAT Toscana durante il monitoraggio effettuato dal proprio battello scientifico Poseidon, haeffettuato campionamenti in sei punti nell’area circostante il relitto (P1 – Centro nave lato dritta, P2 –Prua nave, P3 – Centro nave lato sinistra, P4 – Poppa nave, P5 – Bianco riferimento, P6 –Dissalatore); successivamente sono stati inseriti nel piano di monitoraggio altri due punti dicampionamento, definiti P12 (Punta Le Scole) e P13 (secca della Croce). Tali dati sono stati poiconfrontati con quelli raccolti in cinque stazioni di campionamento vicine all’Isola del Giglio (PortoS.Stefano, Montecristo, Foce Bruna, Cala Forno, Mola) già previsti nella rete di monitoraggioregionale ARPAT, campionati in continuo dal 2001 ad oggi.Le finalità di questo lavoro di tesi era quella di valutare l’evoluzione trofica a breve e a medio termineper l’area di mare antistante l’Isola del Giglio, anche grazie al confronto con 5 punti (Porto S.Stefano,Montecristo, Foce Bruna, Cala Forno, Mola) già previsti nel piano di monitoraggio regionale, percapire se il naufragio ha causato oltre a perdite umane anche danni all’ecosistema, in particolare dalpunto di vista trofico.

Le finalità specifiche dello studio erano quelle di:- confrontare i valori di clorofilla “a”, ossigeno disciolto % e nutrienti a 10 giorni dall’incidentevalutati intorno al relitto con il punto campionato a largo e indicato dal piano di monitoraggio come“bianco”;- effettuare un confronto tra i valori a prua e poppa della nave su un periodo più lungo che va dafebbraio a novembre 2012;- confrontare i valori misurati nei punti P12 e P13, più lontani dal relitto con il valore di “bianco”,sempre sul lungo periodo;- valutare l’andamento del TRIX intorno al relitto nei primi mesi dopo l’evento;- confrontare i valori raccolti dal Poseidon nei punti P12 e P13 con i valori di TRIX raccolti negli altri5 punti presi a riferimento dal piano di monitoraggio ministeriale del Costa Concordia.

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3. INTRODUZIONE

3.1 Il monitoraggio marino costiero

L’ambiente marino costiero è un ecosistema complesso e dinamico, notevolmente soggetto adegrado ambientale, sia per la fragilità tipica di ogni ambiente di transizione, sia per gliinteressi conflittuali che vi si accentrano.La fascia costiera costituisce inoltre una risorsa primaria per l’uomo e racchiude unaconsistente parte delle risorse economiche del paese. Una tale concentrazione antropica haperò inesorabilmente prodotto elevate pressioni sull’ambiente marino costiero.Le situazioni di degrado sono purtroppo numerose, tanto da far preoccupare i ricercatori sullasua conservazione per le generazioni future, ed è divenuto quindi necessario ed improrogabileprogettare ed implementare programmi di monitoraggio e di sorveglianza al fine di verificarelo stato di salute degli ambienti e valutarne l’evoluzione nel tempo.Il monitoraggio marino costiero fornisce (attraverso raccolte dati mirate e specificheelaborazioni) informazioni precise sulle condizioni ambientali locali, evidenziando i fattori distress e rendendo quindi possibile la pianificazione di interventi di contenimento e/oripristino.

3.1.1 Quadro normativo di riferimento per i nutrienti ed i contaminanti in mare

Una delle prime leggi riguardanti l’attuazione di una politica intesa alla protezionedell’ambiente marino e alla prevenzione di effetti dannosi alle risorse del mare, era la legge979/82 applicata dal Ministro della Marina Mercantile. Successivamente è stato emanato ilDecreto legislativo 11 maggio 1999, n.152, che disciplina la tutela delle acque in attuazionedella Direttiva 91/271/CEE e della Direttiva 91/676/CEE come modificato e integrato daldecreto legislativo 18 agosto 2000, n.258, concernenti rispettivamente il trattamento delleacque reflue urbane e la protezione delle acque dall’inquinamento provocati da nitrati diorigine agricola. Le novità fondamentali di questo nuovo quadro normativo, che si rifà alledue direttive comunitarie del 1991, rispetto alla disciplina e alla gestione amministrativaitaliana precedente, riguardano la centralità dell’azione del legislatore che non è più centratasul controllo della fonte d’inquinamento ma sulla qualità ambientale del corpo idrico. Un’altranovità si riferisce ad una nuova pianificazione, programmazione e governo del sistema acque,con proprie delimitazioni.Il successivo Decreto Legislativo 152/06 ha riordinato la disciplina ambientale in Italia,avviandone il riallineamento con la normativa comunitaria, che in ambito di tutela delle acqueè principalmente rappresentata dalla Direttiva CE n. 2000/60, che istituisce un quadro perl’azione comunitaria in materia di acque. Come specificamente previsto dal D.Lgs. 152/06,vengono individuati i corpi idrici significativi e quelli di riferimento che costituisconol’oggetto di osservazione, di campionamento e di misura della rete di monitoraggio. Sonoinoltre definite le aree a specifica tutela (aree sensibili, zone vulnerabili, aree di salvaguardia ezone di criticità ambientale). Al fine della tutela e risanamento delle acque superficiali esotterranee, il presente decreto individua gli obiettivi minimi di qualità ambientale per i corpiidrici significativi.Per quanto riguarda le acque marino costiere vengono considerate significative quellecomprese entro la distanza di 3000 m dalla costa e comunque entro la batimetria dei 50 m e lostato di classificazione delle acque marino costiere è dato dallo stato ambientale.Il Decreto 8 novembre 2010, n. 260 (che ha sostituito recentemente l’analogo decreto n.56/2009) del Ministero dell’Ambiente e della Tutela del Territorio e del Mare, contiene ilregolamento recante i “Criteri tecnici per la classificazione dello stato dei corpi idricisuperficiali, per la modifica delle norme tecniche del decreto legislativo 3 aprile 2006, n. 152,

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recante norme in materia ambientale, predisposto ai sensi dell’articolo 75, comma 3, delmedesimo decreto legislativo”.Al fine della tutela e risanamento delle acque superficiali e sotterranee il D.Lgs. 152/06integrato dal Regolamento di cui al Decreto 8 novembre 2010, n. 260 individua quindi gliobiettivi minimi di qualità ambientale per i corpi idrici significativi.L’obiettivo di qualità ambientale è definito in funzione della capacità dei corpi idrici dimantenere i processi naturali di autodepurazione e di supportare comunità animali e vegetaliampie e ben diversificate. Il decreto stabilisce che le regioni adottino piani di tutela checomprendano la definizione dettagliata della rete di monitoraggio qualitativo e quantitativocon la determinazione dello stato di qualità ambientale attuale, definito tramitecampionamenti e rilievi eseguiti dalle varie ARPA regionali.Lo stato di qualità prevede una valutazione congiunta dei parametri chimico fisici, biologicied ecologici ed è espresso sinteticamente in varie classi. I parametri da analizzare nelle acque,definiti macrodescrittori, sono quelli di base riportati nelle tabelle del Decreto 8 novembre2010, n. 260, e sono quelli utilizzati per la definizione dell’indice trofico. Gli altri parametri(metalli, idrocarburi, tossicità, etc.) forniscono informazioni di supporto per l’interpretazionedelle caratteristiche di qualità e vulnerabilità dell’ambiente marino analizzato. Adintegrazione delle analisi delle acque vanno effettuati analisi e saggi biologici sui sedimenti esul biota. I risultati di tali indagini hanno la funzione di completare i dati derivanti dalleanalisi sulle acque e di concorrere alla definizione dello stato chimico permettendo di definirei valori delle classi di qualità chimica ed ecologica delle acque.

3.2 L’ARPAT e la gestione delle coste toscane

La costa toscana si estende per circa 400 Km nella parte continentale, da Marina di Carraraalla foce del Torrente Chiarone, e per oltre 600 Km se vengono comprese le isoledell'arcipelago. Dal punto di vista morfologico il litorale toscano si presenta differenziato intre tipologie fondamentali:- litorali caratterizzati da coste basse e sabbiose, con fondali a debole pendenza e scarsaprofondità anche a notevole distanza dalla costa (litorale apuo-versiliese-pisano, litoralelivornese nel tratto tra Rosignano e San Vincenzo, Golfo di Follonica, costa grossetana traCastiglione della Pescaia e Marina di Alberese, tomboli della Laguna di Orbetello e litorale diCapalbio);- litorali a costa alta, con batimetriche ravvicinate e profondità notevoli già in vicinanza dellariva (tratto tra Livorno e Castiglioncello, promontorio di Piombino, Punta Ala, Talamone,Argentario);- litorali con costa alta e rocciosa ad elevata energia (litorali dell'arcipelago).La Regione Toscana, con la pubblicazione della Delibera n.100 del 8 febbraio 2010“Monitoraggio delle acque superficiali e sotterranee della Toscana in attuazione delledisposizioni di cui al D.Lgs. 152/06 e del D.Lgs. 30/09”, ha approvato la nuova rete dimonitoraggio dei corpi idrici toscani ai sensi della Direttiva Europea, recepita in Italia con ilD.Lgs. 152/06.Il programma di monitoraggio regionale, realizzato in convenzione con il Ministerodell’Ambiente, è affidato ad ARPAT (Agenzia Regionale per la Protezione Ambientale dellaToscana), che ha individuato in accordo con la Regione, 14 aree di indagine (relative adaltrettanti corpi idrici) con 19 punti di campionamento (Figura 1). I 14 corpi idrici indagati(Tabella 1) sono stati classificati in tre categorie: “a rischio” (richiedono un monitoraggiooperativo), “non a rischio” (richiedono un monitoraggio di sorveglianza stratificato in treanni) e “a probabile rischio” di non raggiungere gli obiettivi di qualità (richiedono unmonitoraggio di sorveglianza da espletare in un anno).

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Figura 1 - localizzazione dei 19 punti di campionamento in acqua previsti nel piano dimonitoraggio delle coste toscane.

Tabella 1 - definizione dei punti di prelievo di acqua previsti nel piano di monitoraggio marino-costiero in Toscana. SOR/PR=sorveglianza probabilmente a rischio; SOR/NAR= sorveglianza non

a rischio.CORPO IDRICOSIGNIFICATIVO

TIPOLOGIAMONITORAGGIO NOME TRANSETTO

Costa della Versilia OPERATIVO Marina di CarraraCosta del Serchio SOR / PR Nettuno

Costa Pisana OPERATIVO Fiume MortoLivorno Porto

Costa Livornese SOR / PRAntignano

Rosignano LillatroCosta del Cecina SOR / PR

CastagnetoCosta di Piombino SOR / NAR SalivoliCosta di Follonica OPERATIVO CarboniferaCosta di Punta Ala SOR /PR Foce Bruna

Costa dell’Ombrone SOR / PR Foce OmbroneCosta dell’Uccellina SOR / PR Cala di FornoCosta dell’Albegna SOR / PR Albegna

Costa dell’Argentario SOR / NAR Porto Santo StefanoCosta di Burano SOR /PR Ansedonia

Elba Nord (P. bianca)Elba Sud (Mola)Capraia (porto)

Arcipelago Toscano SOR /NAR

Montecristo

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La strategia di campionamento prevede l’applicazione della tecnica denominata a transettoche individua un’intersezione (transetto) posta a novanta gradi rispetto al fronte litoraneo e, inrelazione alla tipologia del fondale (alto, basso e medio), vengono posizionate le stazioni diprelievo sia nelle aree sottoposte a specifiche pressioni antropiche, dette aree critiche, sia inaree scarsamente sottoposte a impatti antropici (Aree Marine Protette) che assumono in talmodo la funzione di zone di riferimento. Le stazioni di prelievo per l’analisi dei sedimentisono state individuate, a seconda della geomorfologia del tratto costiero considerato, incorrispondenza della fascia di sedimentazione della frazione pelitica. Ogni stazione vieneesattamente localizzata per coordinate e profondità tramite la strumentazione di bordo delbattello di ARPAT, e caratterizzata con le condizioni ambientali e meteo marine.Le aree critiche e di riferimento, sono state individuate, di comune accordo tra Regione,ARPAT e Ministero dell’Ambiente, sulla base di tre fattori:- presenza di sostanze pericolose negli organismi bivalvi;- stato trofico, corrispondente all’indice trofico TRIX;- individuazione delle biocenosi di pregio (Posidonie e coralligeni).

3.2.1 Il battello oceanografico Poseidon

Il Poseidon è il battello oceanografico di ARPAT, progettato e costruito appositamente persvolgere attività di monitoraggio marino e costiero (Figura 2). Una delle principali peculiaritàdi questa imbarcazione, lunga 18 metri, è quella di poter compiere campagne oceanografichecostiere della durata di diversi giorni. L'imbarcazione è interamente in vetroresina, ed ha loscafo che, per garantire robustezza e rigidità alla struttura, è supportato da longheronilongitudinali realizzati in vetroresina con anima di poliuretano espanso. La carena, di tipoplanante a "V" profonda, garantisce la massima stabilità durante le operazioni di ricerca. Taleforma infatti, consente una bassa resistenza all'avanzamento, un ottimo comportamento inmare agitato e doti di eccezionale manovrabilità e stabilità.

Figura 2 - il battello oceanografico Poseidon.

Il battello svolge le seguenti attività: monitoraggio marino e costiero nell'ambito del D.Lgs. 152/2006, in rapporto di

collaborazione con la Regione Toscana e il Ministero dell'Ambiente. Tale attività prevedel'effettuazione, nell'arco di un anno e lungo l'intera fascia costiera della Toscana, di 6

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campagne per il controllo dello stato trofico, 4 campionamenti per il controllo degliecosistemi e 4 campagne per il controllo dei bivalvi;

prelievo dei sedimenti di fondali marini per l'espletamento di pratiche relative aldragaggio di ambiti portuali mediante prelievo di carote;

prelievo di sedimento superficiale e biota da fondali marini per la caratterizzazione di areedi dumping;

prelievo di campioni di acqua per la misura dei parametri chimico fisici e biologici; misura delle principali caratteristiche chimico-fisiche e biologiche delle acque marine in

aree di sperimentazione di nuove metodiche di maricoltura; indagini relative al fenomeno di aggregati mucillaginosi nel Tirreno settentrionale

mediante ispezione visiva, prelievi subacquei e misura dei parametri caratterizzanti lamassa d'acqua marina per l'individuazione di pennacchi provocati dagli scarichi costieri;

rilievi plano-batimetrici di dettaglio; mappatura di praterie di fanerogame marine; rilievi correntometrici lagrangiani e di tipo euleriano.

3.3 Il fenomeno dell’eutrofizzazione

L’eutrofizzazione è una abnorme proliferazione di biomassa vegetale (microalghe). In origineil termine “eutrofizzazione”, dal greco eutrophia (eu = buona, trophòs = nutrimento),indicava, in accordo con la sua etimologia, una condizione di ricchezza in sostanze nutritive(nitrati e fosfati) in ambiente acquatico. Oggi viene correntemente usato per indicare le fasisuccessive del processo biologico conseguente a tale arricchimento e cioè l’abnorme sviluppodi alghe con conseguenze spesso deleterie per l’ambiente.Il fenomeno dell’eutrofizzazione è dovuto ad un eccesso di nutrienti (principalmente sali difosforo e sali di azoto) portati a mare soprattutto dagli apporti fluviali. Elevate concentrazionidi sali di azoto e di fosforo immessi nelle acque favoriscono un abnorme sviluppo del numerodelle microalghe (organismi microscopici) normalmente presenti, che possono raggiungereanche milioni di cellule per litro. Le alghe hanno bisogno infatti, per compiere il proprio ciclobiologico, oltre che di quegli elementi base quali luce, acqua ed anidride carbonica, anche dinutrienti. Nel caso di apporti di tipo antropico di questi nutrienti (acque reflue agricole,scarichi domestici, scarti industriali e drenaggio d'acqua a seguito di forti temporali) viene

effettuata, nei confronti del mare,un’azione involontaria difertilizzazione.L’eccessivo apporto di nutrienti èuna condizione necessaria ma nonsufficiente per determinare lefioriture (o blooms) microalgali.Occorre, infatti, che si manifestinocondizioni di stabilità marina,assenza di moto ondoso, correntimarine deboli per facilitare ilprocesso. L’azione del moto ondosoproduce sempre effetti benefici,

poiché innesca unadestratificazione delle colonnad’acqua, instaurando moti

convettivi dalla superficie al fondo. Le acque, se contengono una quantità abnorme dimicroalghe, diventano torbide ed assumono anomale colorazioni, che vanno da rosso mattone,verde, etc., a seconda della specie di microalga prevalente, con una notevole riduzione deirequisiti di balneabilità del corpo idrico (Figura 3). Tale alterazione organolettica è spesso

Figura 3 - effetti del fitoplancton in mare.

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accompagnata da cattivi odori, dovuti ai processi degenerativi. Il danno potenziale o realedelle zone eutrofizzate non è soltanto d’ordine estetico, ma spesso coinvolge la pesca (morteper anossia di ingenti quantità di pesce e di fauna bentonica) ed indirettamente la salutedell’uomo, in quanto esistono anche fioriture algali di tipo tossico che possono causare casi diavvelenamento (paralitic shellfish poisoning) nell’uomo dopo il consumo di molluschiinfestati. Va ricordato che fioriture algali (Ostreopsis ovata) con la produzione di unparticolare tipo di tossina (sassitossina) sono state riscontrate nei mari toscani, in particolarenella zona nord, con conseguente intossicazione, per inalazione, di numerosi bagnanti.Le alghe che hanno causato la fioritura si formano generalmente durante il periodo estivo, equando muoiono si depositano sul fondo. Avviene, quindi, una sedimentazione di enormimasse di sostanza organica costituita dalle spoglie della microalghe, che, a causa del processodi decomposizione effettuata dai batteri, sottraggono ossigeno alle acque di fondo (ipossia eanossia). Si verificano, così, casi di ipossia o, nei casi peggiori di anossia nelle acque difondo, soprattutto nel periodo estivo-autunnale, poiché le condizioni meteo marine (acque piùcalde, mare calmo, stratificazione delle acque, situazione idrodinamica statica) lo permettono.La sostanza organica, giunta a livello del fondale, subisce un processo di decomposizioneaerobia, che porta alla completa mineralizzazione. Questo processo richiede un’ingentequantità di ossigeno, e continua finché l’arrivo di ossigeno dagli strati più superficialidell’acqua è sufficiente a bilanciarne il consumo. Quando tuttavia, data la quantità dibiomassa algale, l’ossigeno non è più sufficiente si instaurano processi di tipo riducente neiquali la decomposizione della sostanza organica procede utilizzando il nitrato che viene primaridotto a nitrito, e poi ad azoto molecolare e ad ammoniaca. Successivamente, lamineralizzazione procede con il consumo di solfato e la produzione di idrogeno solforato. Sipuò verificare, ma in misura molti minore, anche la produzione di una certa quantità diidrocarburi (Tabella 2).

Tabella 2 - schema del processo di eutrofizzazione.

AUMENTA L’APPORTO DI NUTRIENTI IN MARE

↓ SI SVILUPPANO LE FIORITURE MICROALGALI

↓ LE ALGHE MUOIONO E SI DEPOSITANO SUL FONDO

↓ LA DECOMPOSIZIONE DELLE ALGHE MORTE SOTTRAE O2 ALLE ACQUE DI

FONDO (IPOSSIA E ANOSSIA)

↓ GLI ORGANISMI BENTONICI MUOIONO O MIGRANO

3.4 Nutrienti e sostanza organica in mare

Una caratteristica delle acque che influenza in modo particolare la vita degli organismivegetali (microalghe, macroalghe e piante acquatiche in genere) e, indirettamente, quella deglianimali acquatici, dai molluschi ai pesci, è la concentrazione di alcuni elementi, discioltinell’acqua in forma di ioni, che vengono utilizzati dagli organismi per il loro sviluppo. Traquesti i più importanti sono l’azoto e il fosforo, chiamati comunemente sali nutritivi onutrienti, perché sono elementi fondamentali per la crescita degli esseri viventi in quanto sono

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insostituibili componenti delle proteine, del DNA e di molti altri composti che costituisconogli organismi viventi.L’azoto e il fosforo nella forma inorganica sono presenti disciolti nell’acqua come ioni. Perl’azoto gli ioni più abbondanti sono lo ione nitrato (NO3

-) e lo ione ammonio (NH4+), mentre

il fosforo inorganico è sempre presente in forma di ione ortofosfato (comunemente chiamatofosfato), che può presentare, secondo il pH dell’acqua, un numero variabile, da 1 a 3, dicariche negative (H2PO4

-, HPO42-, PO4

3-).

Azoto

Gli ioni più noti sotto i quali si presenta questo importante elemento sono essenzialmente tre:l'ammonio, il nitrito e il nitrato. Questi ioni si trovano, nell'ordine in cui sono stati scritti, nelciclo dell'azoto che si instaura nell’acqua di mare. Il primo, in particolare, è strettamentecorrelato al pH dell'acqua in quanto la sua forma è legata alla presenza o meno di un ambienteacido. Il secondo è abbastanza conosciuto per la sua estrema tossicità, legata alla capacità dilegarsi all'emoglobina, inibendone la capacità di trasportare ossigeno (metemoglobinemia). Ilterzo e ultimo ione, il nitrato, è la destinazione finale del ciclo ossidante dell'azoto e tende adaccumularsi sul fondo.

Fosforo

Anche questo elemento, indispensabile alla vita delle piante e degli animali acquatici, èpresente principalmente come ione fosfato. Le principali fonti di accumulo dei fosfati nelleacque di superficie sono l’agricoltura, le acque reflue (gli scarichi) e poi, al terzo posto, cisono i detergenti. Non potendo ovviamente bloccare l’agricoltura e gli scarichi (umani), népotendo defosforizzare i reflui, sono state avviate tutta una serie di provvedimenti legislativiche mirano alla riduzione delle immissioni di fosfati dalle acque di lavaggio civili.

Sostanza organica

Le sostanze organiche presenti nell’acqua vengono più o meno rapidamente demolite da partedei diversi tipi di microrganismi (principalmente dai batteri) che nel compiere il processo didecomposizione consumano ossigeno. La quantità di sostanza organica che viene decompostaè proporzionale al consumo di ossigeno che si verifica nella massa d’acqua. In base a questarelazione è stato messo a punto un metodo indiretto che dà un’indicazione della quantità disostanza organica presente in un campione d’acqua, chiamato metodo del BOD.Per BOD s’intende la domanda biologica di ossigeno, cioè la quantità di ossigeno (espressa inmg/L d’acqua) necessaria ai microrganismi (batteri) per decomporre le sostanze organichepresenti in un L di acqua. Se il consumo di ossigeno è molto intenso (cioè il BOD è moltoalto) si può verificare una riduzione della disponibilità di ossigeno disciolto per gli organismiacquatici e si può arrivare sino al suo completo esaurimento (anossia) e quindi alla mortedegli organismi vegetali e animali, tra cui pesci e molluschi di interesse commerciale. Unfenomeno di questo genere, ad esempio, si verifica nella Sacca di Goro (Fe) nel delta del Po,alla fine dell’estate.Un metodo di stima della concentrazione della sostanza organica simile a quello del BOD è ilmetodo del COD, che misura la quantità di ossigeno (espressa in mg/L d’acqua) necessariaper la completa decomposizione di tutte le sostanze presenti nel campione d’acquaconsiderato. Quindi il COD include sia l’ossigeno consumato dai microrganismi (cioè ilBOD) sia quello consumato per decomporre e ossidare le sostanze organiche ed inorganichepresenti e che i microrganismi non riescono ad attaccare.

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3.5 L’indice trofico TRIX

Quando i fenomeni di eutrofizzazione si sono manifestati agli inizi degli anni ottanta, conmaggiore frequenza ed intensità nelle acque costiere, è stato necessario quantificare inmaniera oggettiva i livelli trofici e le loro manifestazioni, e scegliere indici adatti alle acquemarine. Per il controllo del fenomeno dell’eutrofizzazione e per definire la qualità delle acquemarino costiere viene utilizzato l’indice trofico TRIX che si basa sulla quantità (biomassa) difitoplancton, quindi delle alghe che si trovano libere nelle acque.L’Indice Trofico (TRIX) e la relativa scala trofica consente di ottenere un sistema di sintesidei parametri trofici fondamentali in un insieme di semplici valori numerici che renda leinformazioni comparabili su un largo range di condizioni trofiche come queste si presentanolungo tutto il Mediterraneo e nello stesso tempo evitino l’uso soggettivo di denominatoritrofici. Si è voluto quindi sviluppare una scala numerica di indice trofico che dovrebbequantificare le caratteristiche qualitative dei livelli di trofia delle acque in ogni stazione diprelievo.I parametri principali che concorrono alla definizione di un indice trofico devono: essere rappresentativi in termini sia di produzione di biomassa fitoplanctonica sia di

dinamica della produzione stessa; prendere in considerazione i principali fattori causali ed esprimere la massima variabilità

del sistema; essere basati su misure e parametri rilevati nella maggior parte delle indagini marine.I parametri analizzati sono divisi nelle seguenti categorie:

1) Fattori che sono espressione diretta di produttività

- Clorofilla “a” (µg/L);- Ossigeno disciolto espresso in percentuale (%), come deviazione in valore assoluto

della saturazione.

2) Fattori nutrizionali totali

- fosforo totale (µg/L)- azoto totale (μg/L).

3) Fattori nutrizionali disponibili

- DIN azoto minerale disciolto (µg/L)- DIP fosforo totale disciolto (μg/L).

L’indice trofico viene calcolato come:

TRIX = [Log(Cha×|OD%|×N×P)-(-1.5)]÷1,2

dove Cha è il valore di Clorofilla “a” in µg/L, OD% è la percentuale di ossigeno discioltoespresso come variazione in valore assoluto dalla saturazione, N è l’azoto solubile (N-NO3

+ ,N-NO2

+ , N-NH3) in g/L e P è il fosforo totale in µg/L.Numericamente il valore TRIX può variare da 0 a 10, andando dall’oligotrofia (0= acquescarsamente produttive tipiche del mare aperto) alla ipereutrofia (10= acque fortementeproduttive tipiche di aree costiere eutrofizzate).Tuttavia nella quasi totalità dei casi i valori TRIX variano da 2 a 8 (Tabella 3).

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Tabella 3 - scala trofica, stato e condizioni dell’indice TRIX.

Scalatrofica

Stato Condizioni

2-4 Elevato Acque scarsamente produttive. Livello di trofia basso. Buonatrasparenza delle acque. Assenza di anomale colorazioni. Assenza disottosaturazione sul fondo.

4-5 Buono Acque moderatamente produttive. Livello di trofia medio. Buonatrasparenza delle acque. Occasionali intorbidimenti. Occasionalianomale colorazioni. Occasionali ipossie sul fondo.

5-6 Mediocre Acque molto produttive. Livello di trofia elevato. Scarsa trasparenzadelle acque. Anomale colorazioni. Ipossie e occasionali anossie sulfondo. Stati di sofferenza sul fondo.

6-8 Scadente Acque fortemente produttive. Livello di trofia molto elevato. Elevatatorbidità delle acque. Diffuse e persistenti colorazioni. Diffuse epersistenti ipossie/anossie sul fondo. Morie di organismi bentonici.Alterazioni delle comunità bentoniche. Danni economici turismo, pescae acquacoltura.

L’utilizzo dell’Indice Trofico risponde a tre esigenze fondamentali:- il valore ottenuto scaturisce dall’integrazione di più fattori indicatori del livello di trofia edelimina valutazioni soggettive;- ridurre la complessità dei sistemi costieri consentendo di assumere un valore quantitativoanche su un unico campione prelevato;- discriminare tra le diverse situazioni spazio-temporali, rendendo possibile un confronto ditipo quantitativo.I vantaggi nell'uso del TRIX risiedono nella possibilità di integrare più fattori indicatori dellivello di trofia eliminando valutazioni soggettive basate sui singoli parametri e nellariduzione della complessità del sistema marino costiero senza una reale perdita informativa.L’indice trofico e la relativa scala trofica possono trovare impiego in almeno tre importantiapplicazioni:- Valutazione dell’evoluzione trofica a lungo termine per una data area di mare, nell’arco dimolti anni.- Mappatura delle condizioni trofiche relative ad un’area di mare, per una certa data.- Caratterizzazione delle condizioni trofiche per settori areali e per prolungati periodi ditempo.

Di fatto l’indice TRIX è l’unico indicatore di stato ambientale riconosciuto a livellonazionale. Innanzitutto, si tratta di un indicatore che riferisce solo delle caratteristiche trofiche(quantità di biomassa fitoplanctonica e nutrienti) degli ecosistemi marini, non riferendo peròdi biodiversità, disponibilità delle risorse ittiche o inquinamento chimico e fisico. Inoltre,essendo riferito solo alla matrice acquosa, non è applicabile ad una valutazione checomprenda sedimenti marini e biota, come invece deve fare un indice di qualità ambientale.Infine, la sua significatività è stata dimostrata per le acque strettamente costiere, soprattutto sea scarso ricambio e fortemente influenzate da apporti terrigeni (di tipo “adriatico”), mentresembra non molto sensibile per le altre tipologie di acque. Comunque, resta un indice potenteper valutare i fenomeni di eutrofizzazione, ponendolo in diretto rapporto con molti deideterminanti (popolazione e densità di popolazione) e delle pressioni (attività produttive,carichi organici potenziali e carichi trofici) previste dal nostro sistema di indicatori e la suavalidità statistica non si pone in discussione.

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3.5.1 L’indice trofico TRIX come indicatore di scostamenti significativi delle condizioni ditrofia delle aree a basso livello trofico

Il Decreto 8 novembre 2010, n.260 prevede che l’indice TRIX non sia utilizzato solo ai finidella valutazione del rischio eutrofico, ma anche per segnalare scostamenti significativi dallecondizioni di trofia tipiche di aree naturalmente a basso livello trofico.Per comprendere le motivazioni che hanno portato ad un reinserimento di questo indice nellanormativa ambientale di riferimento per le coste a basso livello trofico si deve partire daldecreto ministeriale 131/2008 che, per definire i tipi di coste in Italia, utilizza due descrittori:quello geomorfologico e quello idrologico.Le coste italiane sono suddivise dal punto di vista geomorfologico in sei tipologie: rilievimontuosi (A), terrazzi (B), pianura litoranea (C), pianura fiumara (D), pianura alluvionale (E) epianura di dune (F). Dal punto di vista idrologico per la tipizzazione delle coste vengono presein considerazione le condizioni prevalenti di stabilità verticale della colonna d’acqua (N),ossia gli effetti delle immissioni di acqua dolce di provenienza continentale, correlabili ainumerosi descrittori di pressione antropica che insistono sulla fascia costiera (nutrienti,sostanze contaminanti, etc.). Sulla base di tali dati, elaborati dal Ministero dell’Ambiente,tutte le acque costiere italiane si possono caratterizzare secondo tre tipologie (definitimacrotipi):

- alta stabilità: N ≥ 0.3 - media stabilità: 0.15 < N < 0.3- bassa stabilità: N ≤ 0.15

La regione Toscana, sulla base di tali criteri, ha portato alla tipizzazione lungo la fasciamarino costiera, continentale e insulare della Toscana di 14 corpi idrici attribuiti a 3 diversetipologie geomorfologiche, tutte a bassa stabilità (N ≤ 0,15): rilievi montuosi (A3), pianuraalluvionale (E3) e pianura di dune (F3). Il passo successivo per la completa attuazione delDM 131/2008 prevedeva la classificazione dei 14 corpi idrici secondo classi di rischio(secondo quanto indicato negli allegati B e C al citato DM). Sulla base delle conoscenze sullepressioni e sullo stato attuale delle coste toscane, i corpi idrici sono stati classificati in basealla possibilità di raggiungere lo stato di qualità “Buono” entro il 2015 come:- "a Rischio" (monitoraggio operativo),- "Probabilmente a Rischio" di non raggiungere gli obiettivi di qualità (monitoraggio disorveglianza da espletare in un anno),- "Non a Rischio" (monitoraggio di sorveglianza stratificato in tre anni).Le tre categorie, “Non a Rischio” (NR), “a Rischio” (R) o “Probabilmente a Rischio” (PR),determinano le diverse necessità di monitoraggio a cui devono essere sottoposti.Per definire lo stato di qualità ambientale di un corpo idrico viene assegnato uno statoecologico e uno stato chimico al corpo idrico (Figura 4). Lo stato ecologico è dato dalmonitoraggio dei quattro elementi di qualità biologica (EQB) (fitoplancton, macroalghe,macrozoobenthos e angiosperme), dagli elementi di qualità fisico-chimica a sostegno e daglielementi chimici a sostegno (inquinanti specifici non appartenenti all’elenco di priorità –tabelle 1/B colonna d’acqua e 3/B sedimento del DM 260/2010). Lo stato chimico è invecedato dal monitoraggio delle sostanze dell’elenco di priorità (tabelle 1/A colonna d’acqua e2/A sedimenti del DM 260/2010).

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Figura 4 - scheda per la definizione dello stato di qualità ambientale dei corpi idrici.

Ogni EQB viene classificato con un giudizio che va da “elevato”, “buono”, “sufficiente”,“scarso” e “pessimo”. Per definire lo stato ecologico del corpo idrico viene scelto tra tutti gliEQB quello che, tra i quattro tipi analizzati, ha ottenuto il giudizio più basso.Nelle acque toscane, tutte appartenenti al macrotipo 3 (bassa stabilità), non sono infrequentisituazioni nei quali l’EQB si classifica come “buono”. In tal caso, nella procedura diclassificazione dello stato ecologico, il giudizio espresso per ciascun EQB deve esserecoerente con il limite di classe di TRIX del sito da valutare. Quindi, in caso di EQB “buono”,il corrispondente valore di TRIX deve essere minore della soglia di bassa stabilità (nel casodelle coste toscane questo valore deve essere inferiore a 4,0) (Tabella 4). Qualora il valore delTRIX lo sia, L’EQB si classifica come “buono”, altrimenti come “sufficiente”.

Tabella 4 - limiti di classe, espressi in termini del TRIX, tra lo stato buono e quello sufficiente.

MacrotipoLimiti di classe TRIX(Buono/Sufficiente)

1: Alta stabilità 5,02: Media stabilità 4,53: Bassa stabilità 4,0

Il valore di TRIX da attribuire al sito, si basa sul calcolo della media dei valori di TRIXottenuti per ciascuno dei 3 anni di campionamento. Nel caso in cui le misure di risanamentoed intervento siano già in atto, si utilizzano solo i dati dell'ultimo anno.

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4. MATERIALI E METODI

4.1 L’incidente alla nave da crociera Costa Concordia

Figura 5 - la nave arenata all’isola del Giglio vista dal satellite (fonte Digital Globe).

Il 13 gennaio 2012 alle 22 circa la nave da crociera Costa Concordia ha urtato, per motiviancora in fase di accertamento, gli scogli delle Scole a poche centinaia di metri dall’Isola delGiglio (Grosseto). L'impatto ha provocato uno squarcio di 70 metri nello scafo che ha causatol'affondamento della nave. La nave da crociera, dopo una manovra di emergenza, si èincagliata in una secca di Punta Gabbianara, non lontana da Giglio Porto. L’imbarcazione erapartita alle ore 19 da Civitavecchia per un giro del Mediterraneo e in quel momento era direttaa Savona.L'emergenza è stata gestita dal Commissario delegato dal Governo, il responsabile delDipartimento della Protezione civile, coadiuvato da un comitato tecnico scientifico di cuiARPAT è parte. Compito di ARPAT è l'attività di monitoraggio ambientale mirata averificare l'eventuale fuoriuscita di carburante e di tutti gli altri possibili inquinanti presenti abordo, secondo un piano di monitoraggio predisposto anche in collaborazione con ISPRA edeffettuato con il Poseidon.ARPAT ha monitorato e monitorerà le operazioni di svuotamento dei serbatoi, la messa insicurezza della nave, la rimozione della nave stessa dopo una complessa operazione diraddrizzamento, e il trasporto tramite rimorchiatori nel porto dove sarà poi smantellata. Tra iporti individuati per l’operazione di demolizione possiamo citare nell’ordine Piombino,Livorno e Civitavecchia.

4.2 Il piano di monitoraggio della nave Costa Concordia

Il relitto della nave Costa Concordia si trova in prossimità di Punta Gabbianara, adagiato sulfianco di dritta, su un fondale roccioso, nelle vicinanze di una scarpata che porta ad unabatimetria compresa tra i 50 ed i 90 metri. Il piano di monitoraggio, adottato nella suaversione definitiva il 14 febbraio 2012, si svolge su tre livelli d’intervento:Livello 1 – Monitoraggio svolto nei pressi della nave (nella fase iniziale) con lo scopo ditenere in sorveglianza l’entità dell’inquinamento e la sua diffusione. Sono previste analisichimico-fisiche di base tramite sonde e strumentazione da campo e prelievo di campioni con

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successiva analisi di laboratorio su altri parametri correlati alle sostanze che possono essererilasciate o prodotte.Sono stati individuati 6 punti di campionamento svolti nella colonna d’acqua: P1 – Centronave lato dritta, P2 – Prua nave, P3 – Centro nave lato sinistra, P4 – Poppa nave, P5 – Biancoriferimento, P6 – Dissalatore, utilizzato come controllo dell’acqua utilizzata per la produzionedi acqua potabile (Figura 4). La frequenza delle misure è stata stabilita come giornaliera per leprime 4 settimane; successivamente la frequenza è stata ridotta, garantendo comunque almenoun prelievo settimanale su 3 stazioni.Livello 2 – Monitoraggio per valutazioni di breve e medio periodo di danno ambientale –Programma concordato fra ARPAT e ISPRA tramite battello oceanografico, con indaginichimiche, ecotossicologiche, idromorfologiche e biologiche su colonna d’acqua, sedimento ebiota, da effettuarsi nell’intorno del luogo di affondamento in punti da stabilire in corsod’indagine, e frequenze variabili in funzione dei parametri controllati.

Figura 6 - mappa dei punti di prelievo per il monitoraggio marino-costiero nell’area di GiglioPorto.

E’ stato stabilito il monitoraggio aggiuntivo di due ulteriori punti di campionamento, il P12 eP13 (Figura 7, Tabella 5). Il battello Poseidon i primi due mesi dopo l’incidente poteva recarsiautonomamente sul luogo dell’incidente per fare i campionamenti in prossimità del relitto;una volta iniziati i lavori per la messa in sicurezza della nave nei quali tutta la zona è statatransennata, il battello non è più stato autorizzato ad avvicinarsi oltre una certa distanza dallaConcordia. Il sistema di monitoraggio è quindi cambiato. Nei punti di estrema vicinanza allanave (P1, P2, P3, P4) si recavano i tecnici dei dipartimenti provinciali, accompagnati dallavedetta della capitaneria di porto, per campionare l’acqua per ricercare dei parametri specificiad alto rischio derivanti dalla dispersione di liquidi dalla Concordia. In particolare venivano

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ricercati i tensioattivi (a causa dell’elevato numero di saponi a bordo), e gli idrocarburi per lapaura di sversamenti in mare dai serbatoi del relitto.A livello ministeriale (in collaborazione con la Regione Toscana e l’ARPAT) è stato invececoncordato un programma di monitoraggio, nel quale il Poseidon ha il ruolo di effettuare imonitoraggi più a largo, nei punti P12 e P13, che vengono monitorati ogni due mesi, con lastessa cadenza di tutti gli altri punti di monitoraggio delle coste toscane.

Figura 7 - dettaglio satellitare dei punti P12 e P13.

Tabella 5 - coordinate dei punti di campionamento del monitoraggio (WGS 84).PUNTI DI CAMPIONAMENTO Latitudine Longitudine

Punto 1- Centro nave lato dritta (15 m dallanave)

42° 21’.774 N 010° 55'247 E

Punto 2 - Prua della nave (10 m dalla nave) 42° 21’.828 N 010° 55'297 EPunto 3 - Centro nave lato sinistra (20 m dallanave)

42° 21’.883 N 010° 55'339 E

Punto 4 - Poppa della nave (20 m dalla nave) 42° 21’.925 N 010° 55'344 EPunto 5 - Bianco riferimento (1800 m dallanave)

42° 22’.312 N 010° 56'347 E

Punto 6 - Dissalatore di superficie (1400 mdalla nave)

42° 21’.244 N 010° 55'485 E

Punto 12 - Punta Le Scole (a 1250 m dallanave)

42° 21,344' N 10° 55,814' E

Punto 13 - Secca della Croce (a 2700 m dallanave)

42° 23,106' N 10° 54,247' E

Livello 3 – Monitoraggio per valutazioni di lungo periodo con lo scopo di valutare eventualivariazioni dello stato di qualità delle acque marino costiere rispetto agli standard di qualitàprevisti dalla normativa vigente. Il monitoraggio prevede un approfondimento svolto presso 5stazioni vicine alla zona di affondamento. Tali punti di campionamento sono stati scelti inquanto già presenti nella rete di monitoraggio regionale dal 2001: Porto Santo Stefano,Montecristo, Foce Bruna, Cala Forno, Mola (Figura 8).

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Figura 8 - i cinque punti di monitoraggio intorno all’Isola del Giglio.

I parametri ricercati nel Livello 1 del monitoraggio rappresentano indicatori generali diinquinamento per rilasci di varia natura e indicatori specifici per il rilascio di compostispecifici presenti a bordo della nave. Sono stati determinati pH, ossigeno disciolto,trasparenza, cloro attivo, TOC (total organic carbon), azoto totale, azoto ammoniacale,fosforo totale, tensioattivi, solventi aromatici, solventi clorurati, trialometani, idrocarburipesanti (C10-C40), idrocarburi leggeri (C6-C10), metalli, ecotossicità, coliformi totali,Escherichia coli ed enterococchi intestinali. Sono state inoltre eseguite misure di idrocarburitotali (C10-C40), ftalati, nonilfenoli, ottilfenoli, polibromodifenileteri, organostannici tramitesonde con sensori dedicati.

4.3 Metodologie di campionamento

4.3.1 Il campionamento della matrice acqua

I parametri da analizzare per il calcolo del TRIX sono i seguenti: ossigeno disciolto, clorofilla”a”, fosfato totale, azoto nitrico, azoto nitroso e azoto ammoniacale.Per effettuare queste analisi, il Poseidon è stato attrezzato con la Sonda MultiparametricaIDRONAUT OCEAN Seven 316 (Figura 9) dotata di 7 sensori per: pressione, temperatura,conducibilità, pH, ossigeno disciolto (ppm), saturazione (%), torbidità (turbidimetro a lucediffusa a 880 nm) e clorofilla ”a” (fluorimetro a 470 nm in eccitazione e 685 nm inemissione).Durante la calata della sonda, permessa da un verricello elettrico posizionato a poppadell’imbarcazione, l’acquisizione dei dati viene fatta di continuo, compatibilmente con lecaratteristiche del sensore di profondità; tale acquisizione interessa l’intera colonna d’acquadel sito di indagine a partire da 50 cm dalla superficie dell’acqua, fino a circa 50 cm dalfondale.

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Durante la rilevazione, la velocità di calatadella sonda è di 0,5 m/sec con una capacità diacquisizione di 5 dati per parametro alsecondo, l’imbarcazione deve essere fermasul punto previsto che viene determinatoattraverso il sistema di posizionamentosatellitare DGPS in dotazione.L’acquisizione in tempo reale dei valorirelativi ai parametri d’indagine è eseguita daun operatore tramite una specifica interfacciagestita da un sistema informatico presente abordo. La misura della trasparenza,parametro massivo dello stato delle acquemarino costiere, viene eseguita a bordo delPoseidon attraverso il disco del Secchi, undisco di plastica forato di colore bianco di 30cm di diametro, vincolato alla parte superioredella gabbia di protezione della sonda stessacon la quale viene calato fino a quandol’operatore non legge la profondità discomparsa con il sensore automatico di

profondità/pressione.Per il prelievo di acqua superficiale (-0,5 m) si utilizza invece una pertica di acciaioalloggiante all’estremità una bottiglia chiusa apribile su comando dell’operatore attraverso latrazione di un tirante collegato al sistema di chiusura (Figura 10). Il volume di acquanormalmente campionato corrisponde a circa 2 L.

I campioni di acqua destinati alle analisi dilaboratorio sono prelevati mediante campionatoremanuale. Due aliquote approssimativamente di100 ml ciascuna sono travasate in bottiglie dipolietilene e altre due di 250 ml circa, sono filtratemediante filtri in esteri misti di cellulosa dellaporosità di 0.45μm (Millipore Serie HA 0.45μm, diametro 47 mm) e travasate anch'esse in bottigliedi polietilene.L’apparato di filtrazione appartiene al tipoMillipore (capacità imbuto 300 ml, diametro beuta140 mm). I campioni sono mantenuti a bordo delbattello Poseidon a –18°C e scongelatiimmediatamente prima delle relative analisi,tramite microonde.La determinazione delle sostanze nutrienti nelleloro forme solubili come ammoniaca, nitrati enitriti, ortofosfati e la determinazione dell’azoto edel fosforo totale sono eseguite rispettando lemetodiche ufficiali e i principi analitici di seguitodescritti.

L'apparecchiatura utilizzata per la determinazione dei nutrienti solubili è un autoanalizzatoreμMac-1000 (della Ditta Systea) che sfrutta il principio "loop flow analysis" (Figura 11). Lostrumento utilizzato per la determinazione dei nutrienti totali è un autoanalizzatore FlowSys,che sfrutta il principio dell'analisi a flusso segmentato (Figura12).

Figura 9 - sonda multiparametrica.

Figura 10 - bottiglia per campionamentodi superficie.

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Figura 11 - autoanalizzatore μMac-1000.

Figura 12 – flowsys.

4.4 Metodi di analisi

La matrice acqua gode di un’elevata valenza in relazione alle indagini chimiche nella tematicaaffrontata, per questo motivo gran parte degli sforzi eseguiti su questa matrice interessano ledeterminazioni analitiche delle sostanze solubili disciolte.

4.4.1 Analisi dei nitrati

Per l’analisi dei nitrati è stata utilizzata la scheda 6 delle “Metodologie analitiche diriferimento” prodotte da ICRAM per conto del Ministero nel 2001.La determinazione dei nitrati nelle acque è basata sulla loro riduzione, in fase eterogenea, anitriti mediante una colonna di cadmio rameizzato e sul successivo dosaggio dei nitriti totaliper via colorimetrica. Il metodo, introdotto da Morris e Riley (1963), è stato studiatoapprofonditamente da Nydhal (1976) e Grasshoff (1983) permettendo una chiaracomprensione delle dinamiche delle reazioni coinvolte nella procedura analitica; queste,svolte in ambiente basico, sono:

NO3- + H2O + 2 e- → NO2

- + 2 OH-

NO2-+ 5 H2O + 6 e- → NH3 + 7 OH-

L’ulteriore riduzione del N(III) risulta sfavorita in condizioni di pH elevato. Il riducenteutilizzato è il cadmio il quale, dopo essere stato bene impaccato in una colonna nella qualesuccessivamente fluirà il campione, viene parzialmente ricoperto dal rame attraverso lapreventiva eluizione di una soluzione di solfato di rame al 2% con il ruolo di catalizzatore

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della reazione. La lettura spettrofotometrica è eseguita alla lunghezza d’onda di 546 nm. Illimite di rilevabilità di questo metodo con la strumentazione utilizzata è 0,36 μmol/L.

4.4.2 Analisi dei nitriti

Per l’analisi dei nitrati è stata utilizzata la scheda 5 delle “Metodologie analitiche diriferimento” prodotte da ICRAM per conto del Ministero nel 2001.Il metodo utilizzato per la determinazione dei nitriti nelle acque marine si basa su una serie direazioni che portano alla formazione di un composto diazoico colorato che viene dosato pervia colorimetrica. Questa procedura, tra le più sensibili tra le analisi colorimetriche dirette, èspecifica per i nitriti e non presenta alcuna variazione di efficienza in relazione alla forzaionica della soluzione in esame. Il metodo originale, proposto da Griess-Ilosvay (1899), èstato successivamente modificato da Shin (1941) e applicato all’analisi dell’acqua di mare daBendschneider e Robinson (1952). La procedura analitica consiste nella formazione, inambiente acido e temperatura non superiore a 40°C, di un sale di diazonio, precisamente ilcloruro di diazosulfanilammide, che reagisce successivamente con naftiletilendiammina pergenerare un colorante diazoico. La lettura spettrofotometrica è eseguita a 546 nm. Il limite dirilevabilità di questo metodo con la strumentazione utilizzata è: 0,06μmol/L.

4.4.3 Analisi dell’ammoniaca

Per l’analisi dei nitrati è stata utilizzata la scheda 7 delle “Metodologie analitiche diriferimento” prodotte da ICRAM per conto del Ministero nel 2001.Il metodo utilizzato si basa su una serie di reazioni, catalizzate fotochimicamente, che portanoalla formazione del blu di indofenolo. La concentrazione del composto viene poi dosata pervia colorimetrica. Per una buona resa il pH è tenuto necessariamente intorno a 10,permettendo così di eliminare l’influenza della forza ionica dell’acqua campionata; in questamaniera, tamponando adeguatamente il campione, è possibile applicare lo stesso metodo adambienti estuari ali (Catalano,1987). La lettura colorimetrica è eseguita a 630 nm. Il limite dirilevabilità di questo metodo è: 0,5μmol/L.

4.4.4 Analisi degli ortofosfati

Per l’analisi dei nitrati è stata utilizzata la scheda 4 delle “Metodologie analitiche diriferimento” prodotte da ICRAM per conto del Ministero nel 2001.Il metodo si basa sulla formazione di un complesso fosfomolibdenico di colore blu (delgruppo blu di molibdeno) la cui concentrazione viene determinata per via colorimetrica a 880nm. Il limite di rilevabilità di questo metodo con la strumentazione utilizzata è di 0,1 μmol/L.

4.4.5 Analisi dell’azoto e fosforo totali

Per l’analisi dei nitrati è stata utilizzata la scheda 9 delle “Metodologie analitiche diriferimento” prodotte da ICRAM per conto del Ministero nel 2001. Il metodo si basa sullaformazione di complessi colorati rivelabili a 546 e 880 nm rispettivamente, dopo unadigestione fotoossidativa del campione. La digestione fotoossidativa sfrutta il principiocombinato della lampada UV montata sull'autoanalizzatore e della reazione chimica condottain ambiente basico con persolfato di potassio. Il limite di rilevabilità è rispettivamente di 0,36e 0,1 μmol/L.

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5. RISULTATI E DISCUSSIONI

Tutti i dati utilizzati in questa tesi per valutare l’andamento dei valori dei nutrienti e del TRIXintorno alla nave Costa Concordia, rilevati dalla strumentazione del Poseidon, sono statielaborati tramite analisi descrittiva utilizzando il software Excell.

Dopo l’incidente della Costa Concordia, è stato effettuato un numero molto elevato dicampionamenti da parte di ARPAT per il piano di monitoraggio previsto dal Ministero, comemostra la Tabella 6.

Tabella 6 – l’attività di ARPAT per l’emergenza Costa Concordia.

ARPAT ha effettuato neipunti previsti dal piano dimonitoraggio circa diecimilaanalisi. Oltre ai parametrichimico fisici di base e ainutrienti, utili per il calcolodel TRIX, il battello Poseidoned i dipartimenti provinciali,hanno analizzato i metalli, ipesticidi, gli idrocarburi, labiotossicità e vari altriparametri.Tutte queste analisi,indispensabili per avere unquadro completo del rischioambientale che correva l’isoladel Giglio e l’arcipelagotoscano, hanno mostrato che

l’ecosistema non ha subito grossi danni in seguito all’incidente, e che i risultati di tutti questiparametri erano, a pochi giorni dal disastro, già tutti nella norma.Per quanto riguarda il calcolo del TRIX dal giorno dell’incidente fino a metà febbraio 2012per l’analisi a livello trofico dell’area, si è potuto attingere ai dati raccolti nei punti P1, P2, P3,P4 e P5. Dalla metà di febbraio a dicembre 2012 invece i dati disponibili per il calcolo delTRIX erano quelli dei punti P12 e P13, in quanto nei pressi della Concordia venivanoeffettuati una serie di campionamenti, principalmente mirati alla valutazione dei livelli diidrocarburi e di altri contaminanti.

Tabella 7 – parametri valutati nell’area intorno al relitto.

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Dal punto di vista della sostanza organica e dei nutrienti, i valori ricercati erano solo quellidell’azoto ammoniacale, azoto totale e fosforo totale, utili per monitorare l’area, mainsufficienti per calcolare l’indice trofico TRIX che utilizza i dati dei nutrienti (fosfati, nitratie nitriti, ammoniaca), i valori di ossigeno disciolto e di clorofilla.Per poter fare quindi un’indagine oggettiva della situazione a livello trofico dell’area dopol’incidente è stato fatto il confronto tra i valori raccolti presso l’isola del Giglio e quellipresenti nell’archivio ARPAT relativi ai cinque punti valutati dal protocollo (Porto SantoStefano, Montecristo, Foce Bruna, Cala Forno, Mola) e al P5 che è stato preso come “Bianco”in quanto situato a 1 miglio dalla nave.

5.1 Analisi dei nutrienti intorno alla Costa Concordia

5.1.1 Analisi dei nutrienti dopo dieci giorni dall’incidente

Di seguito sono riportati principali risultati delle analisi effettuate sulla matrice acqua a diecigiorni dall’incidente (24 gennaio 2012) della nave da crociera Costa Concordia.

Clorofilla “a”

Nel grafico sottostante (Figura 13) possiamo osservare che i valori di clorofilla “a” riscontratinei punti P1, P2, P3 e P4 (dritta, sinistra, prua e poppa della nave) sono identici a quellimisurati nei punti P5 (ad un miglio dalla nave) e P6 (dissalatore, ad oltre un miglio dal luogodell’incidente). Questo ad indicare che non ci sono state variazioni significative nei livelli diclorofilla “a” che è rimasta costante in tutte le aree soggette ad analisi sia nei pressi del relitto,sia a notevole distanza da questo come i punti P5 (bianco) e P6 (dissalatore).

Figura 13 – valori di clorofilla “a” misurati nei punti P1 (dritta), P2 (prua), P3 (sinistra), P4(poppa), P5 (bianco)e P6 (dissalatore) a distanza di dieci giorni dall’incidente.

Ossigeno disciolto

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La figura 14 mostra il grafico della % di ossigeno disciolto nei sei punti presi in esame a diecigiorni dall’incidente (24 gennaio 2012). I valori riscontrati nei punti P1, P2, P3 e P4 (dritta,sinistra, prua e poppa della nave) sono simili a quelli misurati nei punti P5 (ad un miglio dallanave) e P6 (dissalatore, ad oltre un miglio dal luogo dell’incidente). Il valore leggermente piùelevato del punto P5 (bianco) preso a un miglio dalla costa è probabilmente dovuto ad unamaggiore ossigenazione delle acque rispetto alla costa.La quantità di ossigeno ha subito oscillazioni nella norma con un prevedibile valoreleggermente superiore in mare aperto. Ricordiamo che l’ormai abrogato DPR 470/82 (decretobalneazione) dava come limite i valori compresi tra 70% e 120% e quindi i valori osservatisono pienamente nei limiti di legge.

Figura 14 – % saturazione ossigeno disciolto misurata nei punti P1 (dritta), P2 (prua), P3 (sinistra),P4 (poppa), P5 (bianco)e P6 (dissalatore) a distanza di dieci giorni dall’incidente.

Azoto totale

I valori di azoto totale misurati nei punti P1 (dritta) e P3 (sinistra) sono simili a quelli del P6(dissalatore), come mostra la figura 15. Inoltre i valori di P2 (prua) e P4 (poppa) sono, nonsoltanto superiori a P1 e P3, ma anche maggiori rispetto a quelli di P5 (bianco).

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Figura 15 – valori di azoto totale misurati nei punti P1 (dritta), P2 (prua), P3 (sinistra), P4 (poppa),P5 (bianco)e P6 (dissalatore) a distanza di dieci giorni dall’incidente.

Nel punto P6 (dissalatore) si ha il valore relativamente più basso, ad indicare che la scelta diquesto punto è stata determinata dalla assenza di qualunque apporto antropico vicino all’area.I valori di P2 e P4 sono leggermente più elevati rispetto agli altri punti campionati,probabilmente perché durante i prelievi stavano operando intorno al relitto più soggetticontemporaneamente essendo ancora in situazione di emergenza.Nonostante le variazioni rinvenute nella vicinanza del relitto, tutti i valori rilevati sonocomunque all’interno delle medie misurate da ARPAT nelle stazioni di monitoraggio piùvicine al Giglio e nell’area della costa sud della Toscana nell’ultimo biennio.

Azoto Ammoniacale

Tutti i valori di azoto ammoniacale misurati nei punti P1, P2, P3, P4, P5 e P6 sono minori delvalore di <0,003 che è il minimo livello di determinazione strumentale.

Fosforo totale

Il fosforo totale ha tutti valori inferiori al minimo strumentale, ad eccezione del punto P3 (latosinistro della nave) dove è stato misurato un valore comunque poco superiore a 0,012. Si puòquindi ritenere che in tutta l’area i valori sono nella norma.

5.1.2 Analisi dei nutrienti nel periodo gennaio-novembre

Di seguito sono riportati i principali risultati dei nutrienti rilevati da ARPAT nei pressi delrelitto di Costa Concordia (punti P2 - prua e P4 - poppa) nei successivi dieci mesi (febbraio-novembre 2012) dall’incidente. Tali dati sono stati confrontati con quelli di P5 (bianco).La figura 16 mostra l’andamento della % di ossigeno disciolto dove si vede chiaramente che aprua e a poppa della nave si ha una quantità di O2 nell’acqua superiore a quella del P5(bianco). Questo fenomeno è sicuramente dovuto al rimescolamento prodotto dalle elichedelle varie imbarcazioni operanti intorno al relitto. Si osserva inoltre in data 11 ottobre 2012una differenza sostanziale tra le % di ossigeno a prua e poppa del relitto. Questa differenza èprobabilmente dovuta, vista la distanza relativa tra i due punti nell’ordine di circa 300 m, inun errore di misurazione dovuto probabilmente ad una cattiva calibrazione dell’elettrodo dellasonda multiparametrica.

Figura 16 – % saturazione Ossigeno disciolto nei punti P2 e P4 dal 24-01 al 6-11-2012.

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La figura 17 mostra le concentrazioni di azoto totale misurate a poppa e a prua del relitto della“Concordia” nel periodo che va da fine Gennaio ai primi di Novembre. Questi valori sonoconfrontati con i valori del P5 (bianco), a 1 miglio dalla costa.Possiamo osservare che tranne un unico dato che non è coerente con il resto dei dati misuratinel lungo periodo, i valori delle concentrazioni di azoto totale nell’acqua di mare a prua epoppa del relitto sono da considerarsi abbastanza uniformi e indicativamente nelle mediedegli ultimi due anni rilevati da ARPAT nelle coste meridionali toscane. Il picco di azotoevidenziato in data 17 settembre 2012 probabilmente potrebbe essere dovuto ad un errorestrumentale, in quanto già nel successivo campionamento effettuato dopo tre giorni (dati nonmostrati), i valori sono in linea con quelli misurati nel punto preso come “bianco”.

Figura 17 – andamento dell’Azoto totale nei punti P2 e P4 dal 24-01 al 6-11-2012.

5.1.3 Analisi dei nutrienti nei punti P12 e P13 nel periodo marzo-ottobre

Per un’analisi più approfondita dei nutrienti intorno all’area del relitto sono di seguitoriportati i valori di clorofilla “a”, ossigeno disciolto % ed azoto totale nei punti P12 e P13.I due punti distano fra di loro circa 4 km e sono entrambi equidistanti sia dalla costa che dalrelitto come già mostrato nella figura 7.La figura 18 mostra che i valori di clorofilla “a” misurati nei punti P12 (Scole) e P13 (seccadella Croce) sono in linea con il valore riscontrato in P5, considerato bianco. In data 30Maggio si nota un notevole scostamento nel valore di P13 rispetto agli altri valori misurati inP12 e nelle altre date in P13 e dal bianco; questo potrebbe essere imputabile ad un qualcheerrore di laboratorio.

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Figura 18 – valori di clorofilla “a” misurati nei punti P12 (Scole) e P13 (secca della Croce).La linea indica il valore di bianco (P5).

Nella figura 19 si può osservare che la quantità di ossigeno disciolto % nei punti P12 e P13rimane costante per tutto il periodo di monitoraggio. Inoltre i valori osservati sono in lineacon quello di bianco e nei limiti di legge (vedi Tabella 8).

Figura 19 – valori ossigeno disciolto % misurati nei punti P12 (Scole) e P13 (secca della Croce).La linea indica il valore di bianco (P5).

Osservando la Figura 20 è possibile notare una certa coerenza tra i valori di Azoto Totaleraccolti dal battello nei due punti oggetto di analisi durante tutto il periodo, eccetto per la datadel 19 giugno dove si osserva un picco in P13. Non possiamo conoscere le motivazioni di unsimile differenza di valore tra i due punti, imputabile probabilmente ad un qualche errore dilaboratorio. I valori di azoto totale mostrati in tutto il periodo di monitoraggio sono comunquein linea con quelli di bianco e con i valori di riferimento forniti da ARPAT (vedi Tabella 8).

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Figura 20 – valori di azoto totale misurati nei punti P12 (Scole) e P13 (secca della Croce).La linea indica il valore di bianco (P5).

Osservando nel loro complesso i parametri valutati è quindi possibile osservare che leoscillazioni nei vari punti sono sempre state molto contenute, e inoltre che gli stessi metodianalitici hanno una certa variabilità dovuta alle componenti stesse delle acque marine. Inoltretutti i valori misurati ricadono all’interno sia dei limiti di legge che dei valori proposti comeriferimento da ARPAT.

Tabella 8 – valori limite o di riferimento per parametri fisici e per i nutrienti (fonte ARPAT).

5.2 Indice trofico TRIX all’Isola del Giglio

Di seguito viene mostrato, sulla base dei risultati raccolti dal Poseidon, l’andamento del TRIXnei pressi del relitto a dieci giorni di distanza dall’incidente.I valori di TRIX disponibili, come detto precedentemente, sono quelli nella vicinanza delrelitto per i primi due mesi circa, in quanto il battello Poseidon ha potuto effettuarecampionamenti in quella zona. Tra le numerose analisi effettuate dal battello in questoperiodo, i dati utili al calcolo del TRIX sono stati quelli relativi ai campionamenti del 20gennaio, del 13 e del 16 febbraio, per i punti P2, P4, P5 e P6, come evidenziato nel graficosottostante (Figura 21).

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Figura 21 – valori di TRIX nei pressi del relitto. In bianco è riportato il valore di P5 (bianco), invioletto i valori di P2-P4-P6 in data 20/01, in rosa i valori di P2-P4 in data 13 e16/02.

I valori trovati sia a prua che a poppa della Concordia non si discostano dal valore di bianco(P5) e rientrano tutti ampiamente nei valori di eccellenza, in quanto tutti ampiamente al disotto di 4.

5.3 Confronto tra il TRIX del Giglio e le stazioni della rete di monitoraggio regionale

Di seguito sono riportati i valori di TRIX raccolti da ARPAT negli ultimi 5 anni (2007-2011)nei 19 punti di monitoraggio previsti per le coste toscane (Tabella 9).Come è possibile notare che le principali criticità sono presenti nel tratto di costa a nord dellafoce dell’Arno fino a Marina di Pietrasanta, caratterizzata da elevata antropizzazione enumerose aziende cartarie, mentre nella costa sud la situazione rientra ampiamente sotto ilvalore di 4 (eccellenza), eccetto Ansedonia nel 2008 e 2009 dove i valori sono solo “buoni”probabilmente a causa di una situazione particolare della laguna di Orbetello in quegli anni(Figura 22).Il protocollo previsto per il monitoraggio dello stato trofico dell’area intorno al relitto dellaConcordia prevede un confronto tra i valori di TRIX trovati al Giglio e i valori misurati incinque aree vicine (Cala di Forno, Foce Bruna, Mola, Porto S.Stefano, Montecristo). Un’area“non a rischio” che ha, per tutto l’anno risultati “eccellenti”, l’anno successivo non vienecampionata da ARPAT. Nel 2012 la campagna di monitoraggio di ARPAT prevedeva quindiil campionamento solo su tre dei cinque punti (Cala di Forno, Foce Bruna, Montecristo)previsti dal protocollo ministeriale.

Tabella 9 – valori di TRIX presenti in tutti i punti monitorati da ARPAT dal 2007 al 2011. Con blusi indicano valori di “eccellente”, con verde valori di “buono”, con giallo valori di “scadente”.

Punto Codice 2007 2008 2009 2010 2011

MARINA DI CARRARA MC05 4,3 2,7 3,4 3,5

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NETTUNO NTO5 4,1 4,2 5,2 4,9 4,5

FOCE ARNO FA05 4,6 5,6 5,1

FIUME MORTO FM05 4,3 3,7

LIVORNO LV02 3,3

ANTIGNANO ATO1 3,1 3,7 3,1 3,2

ROSIGNANO LILLATRO RLO5 3,2

MARINA DI CASTAGNETO CS05 3,4 3,5 3,2 3,3

SALIVOLI SL05 2,7

CARBONIFERA CR05 3,5 4,0 3,4 3,2 3,2

FOCE BRUNA FB02 3,3

FOCE OMBRONE F005 3,4 4,0 3,8 3,1

CALA DI FORNO CF05 3,1

FOCE ALBEGNA AL02 3,1

ANSEDONIA AS05 3,4 4,1 4,6 3,5

ELBA NORD EB01 3,7 3,2 2,7 2,6

MOLA (ELBA SUD) ML01 2,5

PORTO SANTO STEFANO SS01 2,9

MONTECRISTO MS01 3,2 3,8

Figura 22 – valori di TRIX rilevati nei punti monitorati da ARPAT nel periodo 2007-2011.

La figura 23 rappresenta l’andamento dell’indice trofico TRIX calcolato durante icampionamenti bimestrali di ARPAT a Cala di Forno, Foce Bruna e Montecristo. I valori diTRIX di questi tre punti sono confrontati con il valore di bianco (P5) campionato a 1 migliodalla costa del Giglio a Gennaio e Febbraio, e con i punti P12 e P13 raccolti bimestralmenteda febbraio ad ottobre. Tutti i valori di TRIX osservati mostrano essere compresi tra 1,5 e 3,5,ad indicare un livello di eccellenza su tutto il periodo.

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Figura 23 – valori di TRIX al Giglio e a Cala di Forno, Foce Bruna e Montecristo.

Nel grafico sottostante sono stati poi confrontati i valori del P5 al Giglio, con le medie deltriennio precedente nei 5 punti analizzati da ARPAT e inseriti nel piano di monitoraggio diCosta Concordia come definito dal Ministero dell'Ambiente (Figura 24).

Figura 24 – valori di TRIX al Giglio e medie triennali di TRIX nei 5 punti di monitoraggio.

In questo grafico è possibile notare che tutti i punti di campionamento, compresi quellidell’isola del Giglio, rientrano nei valori di eccellenza, con un valore di TRIX inferiore a 4. Ildato relativo a Montecristo (TRIX=3,8), come può essere osservato nella tabella 9, risulta piùalto rispetto agli altri, in quanto è ottenuto esclusivamente dalla media dell’anno 2009.Osservando invece i dati dell’anno 2012 (Figura 23) possiamo già affermare che i valori aMontecristo di TRIX si attestano intorno a 2,5.

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6. CONCLUSIONI

Il presente lavoro di tesi si inquadra nell’ambito del piano di monitoraggio attuato da ISPRA–ARPAT per il monitoraggio della qualità ambientale nelle acque dell’Isola del Giglio, dopol’incidente della nave da crociera Costa Concordia che ha fatto naufragio nei pressi di GiglioPorto il 13 gennaio 2012.In questo contesto ambientale, l’obiettivo dell’Agenzia Regionale per la ProtezioneAmbientale della Toscana (ARPAT) era quello di effettuare tutta una serie di campionamentiintorno al relitto per verificare la condizione trofica delle acque e la presenza di tensioattivi econtaminanti.Di seguito sono riportate le principali conclusioni che sono state tratte grazie a questo studio.

I risultati hanno mostrano una situazione di normalità con valori di parametri fisici e deinutrienti intorno al relitto sostanzialmente simili a quelli del punto di bianco a un miglio dallacosta (P5); soltanto i valori di Azoto Totale sono risultati leggermene superiori a prua e poppadel Concordia rispetto agli altri punti campionati, probabilmente perché durante i prelievistavano operando intorno al relitto più soggetti contemporaneamente essendo ancora insituazione di emergenza.

Il confronto tra i valori dei parametri fisici e dei nutrienti riscontrati a prua e poppa dellanave su un periodo più lungo che va da febbraio a novembre 2012 ha evidenziato una quantitàdi ossigeno disciolto superiore a quella mostrata nel P5 (bianco), dovuta probabilmente alrimescolamento prodotto dalle eliche delle varie imbarcazioni operanti intorno al relitto. Ivalori delle concentrazioni di azoto totale a prua e poppa del relitto sono da considerarsiabbastanza uniformi e indicativamente nelle medie degli ultimi due anni rilevati da ARPATnelle coste meridionali toscane.

Il confronto tra i valori di clorofilla “a”, azoto totale e ossigeno disciolto misurati neipunti P12 (punta Le Scole) e P13 (secca della croce), più lontani dal relitto, ed il valore di“bianco” non ha mostrato variazioni significative.

L’analisi dell’andamento dell’indice trofico TRIX intorno al relitto nei primi mesi dopol’incidente ha mostrato valori uniformi e ampiamente sotto il valore limite di eccellenza,confermata anche dal confronto delle analisi del Poseidon effettuate negli ultimi anni neicinque punti presi a riferimento dal piano di monitoraggio ministeriale del Costa Concordia.

Possiamo quindi concludere che fino ad oggi l’incidente, anche per tutta una serie dicondizioni fortuite iniziali, prima fra tutte il mancato affondamento della nave che in quelmomento viaggiava con i serbatoi pieni, non si è trasformato anche in un disastro ambientale,e il naufragio della nave Costa Concordia non ha portato mutamenti sullo stato troficodell’ambiente marino sulla costa dell’isola del Giglio. D'altronde, in base alle numeroseanalisi effettuate nella zona, e risultate sempre nella norma, anche i parametri ritenuti più arischio (tensioattivi e idrocarburi), hanno mostrato che non ci sono state fuoriuscitesignificative dal relitto, e che lo svuotamento dei serbatoi a fine estate 2012 è stato effettuatocon perizia dalle ditte incaricate.L’ultima fase di emergenza sarà quella che si avrà la prossima estate 2013 quando ci sarà ilraddrizzamento e lo spostamento del relitto per la demolizione. In quelle fasi ci potrannoessere ovviamente ulteriori piccole fuoriuscite che saranno monitorate dagli organicompetenti.

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7. RINGRAZIAMENTI

I miei ringraziamenti vanno per primi alla mia famiglia e in particolare mia madre e miamoglie per la fiducia e la tanta pazienza mostrata nei miei confronti in tutti questi anni.

E poi alla Dr.ssa Ilaria Caliani, Dipartimento di Scienze Ambientali “G.Sarfatti”dell’Università di Siena, Relatore, per la disponibilità e cortesia dimostrata durate tutta ladurata della compilazione di questa tesi.

Al Dr. Fabio Gambassi, biologo ARPAT - Area Mare Sede di Piombino, Correlatore, per lasua professionalità, disponibilità e l’insostituibile supporto per lo svolgimento di questoelaborato.

E alla Dott. Daniela Verniani, biologa, Area Mare del Dipartimento di Piombino e al Dott.Francesco Lavista, biologo, Servizio Sub-Provinciale di Piombino per le indicazioni fornite.

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8. BIBLIOGRAFIA

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